JP4677124B2 - 光走査装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光スポットで感光体上を走査し、電子写真プロセスを用いて画像を形成する光走査装置及び画像形成装置に関する。特に本発明の画像形成装置はレーザービームプリンター（ＬＢＰ）或いはデジタル複写機等に好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、レーザービームプリンターやデジタル複写機等の画像形成装置においては、例えば半導体レーザから成る光源から画像信号に応じて光変調された光束を出射させ、この光束を用いて画像を形成している。
【０００３】
図１１はこの種の画像形成装置に用いられる従来の光走査装置の主走査方向の要部断面図（主走査断面図）である。
【０００４】
同図において半導体レーザを含むレーザユニット６１から出射した平行光束は副走査方向にのみ所定の屈折力を有するシリンドリカルレンズ６２に入射する。シリンドリカルレンズ６２に入射した平行光束は主走査断面内においては、そのまま平行光束の状態で出射する。
【０００５】
一方、上記の平行光束は副走査断面内においては集束され、回転多面鏡（ポリゴンミラー）から成る光偏向器６３の偏向面６３ａに主走査方向に長い線像として結像される。そしてこの光偏向器６３の偏向面６３ａで反射及び偏向された光束はｆθ特性を有する結像光学系（ｆθレンズ系）７１によって被走査面である感光ドラム面６６上に光スポットとして結像される。そしてこの光スポットによって感光ドラム面６６上を繰り返し走査する。結像光学系７１は球面レンズ６４とトーリックレンズ６５とから構成されている。
【０００６】
上記の光走査装置においては感光ドラム面６６上を光スポットで走査する前に該感光ドラム面６６上における画像形成を開始するタイミングを調整するために光検出器としてのＢＤ（beam detector）センサー６９が設けられている。
【０００７】
このＢＤセンサー６９は光偏向器６３で偏向された光束の一部であるＢＤ光束、すなわち感光ドラム面６６上の画像形成領域を走査する前の画像形成領域外の領域を走査しているときの光束を受光する。このＢＤ光束はＢＤミラー６７で反射され、ＢＤレンズ（集光レンズ）６８で集光されてＢＤセンサー６９に入射する。そしてこのＢＤセンサー６９の出力信号からＢＤ信号（同期信号）を検出し、このＢＤ信号に基づいて感光ドラム面６６上における画像記録の走査開始タイミングを調整している。
【０００８】
感光ドラムはレーザユニット６１内の半導体レーザの駆動信号に同期して一定速度で回転し、感光ドラム面６６は走査される光スポットに対して副走査方向に移動する。このようにして感光ドラム面６６上に静電潜像が形成される。この静電潜像は周知の電子写真プロセスによって現像され、紙などの被転写材に転写されて画像が具現化される。
【０００９】
画像形成装置に用いられる感光ドラムは主走査方向に画像形成領域（有効画像領域）と、この画像形成領域を挟んで両側に配されたブランク領域（画像非形成領域）とを有している。画像形成領域とは最終的にトナー像が被転写材に転写される領域である。このような感光ドラム上を光スポットが主走査方向に走査するとき、図１２において画像形成領域を走査している期間を画像形成期間と表す。そして光スポットがブランク領域を走査している期間をブランク期間と表す。図１２から分かるように光スポットの１回の走査において画像形成期間の前後にそれぞれブランク期間が存在することになる。
【００１０】
図１２に示すように画像形成期間において半導体レーザから出射される光束は画像信号に応じて光変調されており、これに伴い感光ドラム面上を走査する光スポットもオン／オフされている。予め感光ドラム面は帯電されており、このように強度変調された光スポットの照射によって感光ドラム面上に電位差が生じ、静電潜像が形成される。つまり感光ドラム面の光スポットが照射された部分（露光部）は電荷が消失し、光スポットが照射されなかった部分（非露光部）は電荷が残る。
【００１１】
従来の正規現像の画像形成装置においては上記のように形成された静電潜像に対し、予め感光ドラムを帯電させた電荷と反対極性のトナーを用い、所謂反転現像を行っていた。つまり非露光部が画線部（トナーが付着する部分）となる。正規現像の画像形成装置においては非露光部分にはトナーが付着するために走査開始側の非画像領域と走査終了側の非画像領域においてはトナーを付着しないようにするために光束を点灯させて露光を行う、所謂ブランク露光を行っている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながらブランク露光を行うためにはその分、走査光学系の描画エリアが大きくなり、それに伴ない走査レンズや光偏向器（ポリゴンミラー）が大きくなり、装置全体が大型化し、コストがかかるという問題点がある。またポリゴンミラーの偏向面（反射面）に対して、該ポリゴンミラーに入射する光束の幅を広く取る、所謂オーバーフィルド走査光学系においてはポリゴンミラーの面数を増やし、走査効率を上げることでポリゴンミラー径を小さくできるが、その反面、面数を増やした分だけ光ビームの偏向角度は小さくなり、走査幅を確保するには焦点距離を長くする必要があり、装置全体が大型化するといった問題点があった。
【００１３】
本発明はブランク領域（非有効領域）を走査開始側と走査終了側に形成し、走査終了側のブランク領域を露光する光源手段から出射した光束の一部を使用して走査開始側のブランク領域を露光を行うことにより、走査効率を上げることができる光走査装置及び画像形成装置の提供を目的とする。
【００１４】
また本発明は走査終了側のブランク領域を露光する光源手段から出射した光束の一部を使用してＢＤ検知を行うことにより、走査効率を向上させることができる光走査装置及び画像形成装置の提供を目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明の画像形成装置は、画像信号に応じて変調された光束を発する光源手段と、前記光源手段から発した光束を偏向する回転多面鏡と、前記回転多面鏡の偏向面によって偏向された光束を被走査面上に光スポットとして結像させる結像光学系と、前記被走査面に設けられた感光体と、前記感光体を主走査方向と直交する副走査方向に移動させる第１の駆動手段と、選択的に露光された感光体の非露光部にトナーを付着させて画像を形成する現像手段と、前記光源手段を制御する第２の駆動手段とを備え、前記感光体は、画像形成領域と主走査方向において前記画像形成領域を挟んで両側にブランク領域とを有する画像形成装置において、
主走査断面内において、前記回転多面鏡の偏向面に入射する光束は、前記偏向面の主走査方向の幅よりも広い幅で入射しており、
前記第２の駆動手段は、光スポットが前記感光体の上の画像形成領域を走査している期間中、画像信号に応じて前記光源手段を駆動し、光スポットが感光体上のブランク領域を走査している全ての期間、前記光源手段を点灯させており、
前記回転多面鏡の隣接する２つの偏向面のうち一方の偏向面にて偏向された光束が前記感光体の上の走査終了側のブランク領域を走査し、前記回転多面鏡の隣接する２つの偏向面のうち他方の偏向面にて偏向された光束が前記感光体の上の走査開始側のブランク領域を走査している期間、前記第２の駆動手段は、前記光源手段を点灯させ続ける制御を行っており、
前記走査開始側のブランク領域の最端部の像高をYbtop、前記走査終了側のブランク領域の最端部の像高をYbend、前記画像形成領域の端部の走査開始側の像高をYgtop、前記画像形成領域の端部の走査終了側の像高をYgend、前記結像光学系のｆθ係数をｆ、前記回転多面鏡の偏向面の数をｎとするとき、
【数１】
を満足することを特徴としている。
【００１６】
請求項２の発明の画像形成装置は、画像信号に応じて変調された光束を発する光源手段と、前記光源手段から発した光束を偏向する回転多面鏡と、前記回転多面鏡の偏向面によって偏向された光束を被走査面上に光スポットとして結像させる結像光学系と、前記被走査面に設けられた感光体と、前記感光体を主走査方向と直交する副走査方向に移動させる第１の駆動手段と、選択的に露光された感光体の非露光部にトナーを付着させて画像を形成する現像手段と、前記光源手段を制御する第２の駆動手段とを備え、前記感光体は、画像形成領域と主走査方向において前記画像形成領域を挟んで両側にブランク領域と、主走査方向において前記ブランク領域の走査開始側の外側に同期信号検出用の領域と、前記同期信号検出用の領域に設けられた同期検知手段と、を有する画像形成装置において、
主走査断面内において、前記回転多面鏡の偏向面に入射する光束は、前記偏向面の主走査方向の幅よりも広い幅で入射しており、
前記第２の駆動手段は、光スポットが前記感光体の上の画像形成領域を走査している期間中、画像信号に応じて前記光源手段を駆動し、光スポットが感光体上のブランク領域と前記同期信号検出用の領域を走査している全ての期間、前記光源手段を点灯させており、前記回転多面鏡の隣接する２つの偏向面のうち一方の偏向面にて偏向された光束が前記感光体の上の走査終了側のブランク領域を走査し、前記回転多面鏡の隣接する２つの偏向面のうち他方の偏向面にて偏向された光束が前記感光体の上の前記同期信号検出用の領域を走査している期間、前記第２の駆動手段は、前記光源手段を点灯させ続ける制御を行っており、
前記走査開始側のブランク領域の最端部の像高をYbtop、前記走査終了側のブランク領域の最端部の像高をYbend、前記画像形成領域の端部の走査開始側の像高をYgtop、前記画像形成領域の端部の走査終了側の像高をYgend、走査開始のタイミング検知の最周部の像高をYbd、前記結像光学系のｆθ係数をｆ、前記回転多面鏡の偏向面の数をｎとするとき、
【数２】
を満足することを特徴としている。
【００１７】
請求項３の発明の画像形成装置は、請求項１又は２に記載の画像形成装置は、外部機器から入力したコードデータを画像信号に変換して前記画像形成装置に入力せしめるプリンタコントローラを有していることを特徴としている。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を用いて詳細に説明する。
【００３４】
［画像形成装置］
図１は本発明の画像形成装置の実施形態を示す副走査方向の要部断面図（副走査断面図）である。図１において、符号２０４は画像形成装置を示す。この画像形成装置２０４には、パーソナルコンピュータ等の外部機器２１７からコードデータＤｃが入力する。このコードデータＤｃは、装置内のプリンタコントローラ２１１によって、画像データ（ドットデータ）Ｄｉに変換される。この画像データＤｉは光走査装置２００に入力される。そして、この光走査ユニット（光走査装置）２００からは、画像データＤｉに応じて変調された光ビーム（光束）２０３が射出され、この光ビーム２０３によって感光ドラム２０１の感光面が主走査方向に走査される。
【００３５】
静電潜像担持体（感光体）たる感光ドラム２０１は、モータ（第１の駆動手段）２１５によって時計廻りに回転させられる。そして、この回転に伴って、感光ドラム２０１の感光面が光ビーム２０３に対して、主走査方向と直交する副走査方向に移動する。感光ドラム２０１の上方には、感光ドラム２０１の表面を一様に帯電せしめる帯電ローラ２０２が表面に当接するように設けられている。そして、帯電ローラ２０２によって帯電された感光ドラム２０１の表面に、前記光走査装置２００によって走査される光ビーム２０３が照射されるようになっている。
【００３６】
先に説明したように、光ビーム２０３は、画像データＤｉに基づいて変調されており、この光ビーム２０３を照射することによって感光ドラム２０１の表面に選択的に静電潜像を形成せしめる。この静電潜像は、上記光ビーム２０３の照射位置よりもさらに感光ドラム２０１の回転断面内における下流側で感光ドラム２０１に当接するように配設された現像器２０７によってトナー像として現像される。
【００３７】
ここで用いられるトナー粒子は、帯電ローラ２０２によって帯電された電荷とは逆符号を持つものが用いられる。そして、感光ドラムの非露光部がトナーが付着する部分（画線部）となる、所謂正規現像が行われる。
【００３８】
現像器２０７によって現像されたトナー像は、感光ドラム２０１の下方で、感光ドラム２０１に対向するように配設された転写ローラ（転写器）２０８によって被転写材たる用紙２１２上に転写される。用紙２１２は感光ドラム２０１の前方（図１において右側）の用紙カセット２０９内に収納されているが、手差しでも給紙が可能である。用紙カセット２０９端部には、給紙ローラ２１０が配設されており、用紙カセット２０９内の用紙２１２を搬送路へ送り込む。
【００３９】
以上のようにして、未定着トナー像を転写された用紙２１２はさらに感光ドラム２０１後方（図１において左側）の定着器へと搬送される。定着器は内部に定着ヒータ（図示せず）を有する定着ローラ２１３とこの定着ローラ２１３に圧接するように配設された加圧ローラ２１４とで構成されており、転写部から撒送されてきた用紙２１２を定着ローラ２１３と加圧ローラ２１４の圧接部にて加圧しながら加熱することにより用紙２１２上の未定着トナー像を定着せしめる。更に定着ローラ２１３の後方には排紙ローラ２１６が配設されており、定着された用紙２１２を画像形成装置の外に排出せしめる。
【００４０】
図１においては図示していないが、プリントコントローラ２１１は、先に説明したデータの変換だけでなく、モータ２１５を始め画像形成装置内の各部や、光走査装置２００内のポリゴンモータなどの制御を行う。
【００４１】
［光走査装置］
図２は図１の画像形成装置における光走査装置の構成を示す主走査方向の要部断面図（主走査断面図）である。また図３は図２の光走査装置の副走査方向の要部断面図（副走査断面図）を示す。図４は図２の光走査装置の光学系を光束に沿って主走査断面内に展開した展開図、図５は図２の光走査装置の光学系を光束に沿って副走査断面内に展開した展開図をそれぞれ示す。図２〜図５において同一の部材には同一の符号を付している。
【００４２】
尚、本明細書において偏向手段によって光ビーム（光束）が反射偏向（偏向走査）される方向を主走査方向、結像光学系の光軸及び主走査方向と直交する方向を副走査方向と定義する。
【００４３】
本実施形態においては高速、高精細な画像形成装置に適用するのに適した、所謂オーバーフィルド(0verfilled)光学系（ＯＦＳ）を用いている。ＯＦＳは回転多面鏡に入射する光ビームの主走査方向の幅が、該回転多面鏡の複数の偏向面（反射面）のうちの１つの主走査方向の幅よりも大きいものをいう。
【００４４】
図２〜図５において符号１は光源である半導体レーザを示す。半導体レーザ１はレーザ駆動信号に基づいて第２の駆動手段で制御され、光ビームを出射する。符号２はコリメーターレンズを示す。このコリメーターレンズ２は半導体レーザ１から出射した発散光束を平行光束又は収束光束に変換している。尚、半導体レーザ１とコリメーターレンズ２とを一体化にして構成しても良い。
【００４５】
符号３は開口絞りを示す。この開口絞り３は通過光束（光量）を制限する。符号４はシリンドリカルレンズ（シリンダーレンズ）を示す。シリンドリカルレンズ４は副走査方向にのみ所定の屈折力を有しており、開口絞り３を通過した光ビームを副走査断面内で後述する光偏向器６の偏向面（反射面）６ａに主走査方向に長い線像として結像させている。符号９は折り返しミラーを示す。この折り返しミラー９は入射光束を光偏向器６側へ折り返している。尚、コリメーターレンズ２、開口絞り３、シリンドリカルレンズ、そして折り返しミラー９等の各要素は入射光学系２１の一要素を構成している。
【００４６】
符号６は偏向手段としての光偏向器を示す。光偏向器６は、例えば回転多面鏡（ポリゴンミラー）より成り、不図示のポリゴンモータにより矢印Ａ方向に一定速度で回転している。
【００４７】
尚、本実施形態においては光源手段１から出射した光ビームを入射光学系２１を介してポリゴンミラー６の反射面６ａに入射させているが、該入射光学系２１を用いない構成、即ち光源手段１から出射した光ビームを直接、ポリゴンミラー６の反射面６ａに入射させても良い。
【００４８】
符号２２は集光機能とｆθ特性を有する結像光学系を示す。結像光学系２２は単一のｆθレンズ（ｆθレンズ系）５と、副走査方向にのみ所定のパワーを有するシリンドリカルミラー７とを有しており、光偏向器６からの偏向光束を被走査面８上に結像させる。また結像光学系２２は副走査断面内において光偏向器６の偏向面６ａと被走査面８との間を光学的に略共役関係に形成している。このような構成は光偏向器６の偏向面６ａの加工誤差や、光偏向器の回転軸の傾きによる偏向面６ａの傾きを補償するもので倒れ補正と呼ばれている。
【００４９】
尚、光偏向器６に入射する光ビームは一度ｆθレンズ５の一部を通過している。つまりｆθレンズ５は入射光学系２１の構成要素の一部にもなっている。また結像光学系２２を本実施形態のような単レンズではなく、複数枚のレンズより構成しても良い。被走査面８は図１における感光ドラム２０１の感光ドラム面に相当する。
【００５０】
本実施形態の光走査装置においては被走査面（感光ドラム面）８上の画像形成領域を光スポットで走査する前に、画像形成を開始するタイミングを調整するために同期信号検出用の光検出器（同期検知手段）としてのＢＤ（beam detector）センサー１２が設けられている。このＢＤセンサー１２は光偏向器６で偏向された光ビームの一部であるＢＤ光束、すなわち感光ドラム面８上の画像形成領域を走査する前の、画像形成領域外の領域（ブランク領域）を走査している時の光ビームを受光する。このＢＤ光束はＢＤミラー（同期信号検出用ミラー）１０で反射され、ＢＤレンズ（集光レンズ）１１で集光されてＢＤセンサー１２に入射する。そしてこのＢＤセンサー１２の出力信号からＢＤ信号（同期信号）を検出し、このＢＤ信号に基づいて被走査面（感光ドラム面）８における画像記録の走査開始タイミングを調整している。
【００５１】
尚、ＢＤミラー１０、ＢＤレンズ１１、ＢＤセンサー１２等の各要素はＢＤ光学系（同期検出光学系）の一要素を構成している。
【００５２】
図６は本実施形態によって走査効率が改善されることを説明した説明図である。
【００５３】
同図において、８１は不図示の入射光学系による、主走査方向が***行光であり、副走査方向についてポリゴンミラ反射面（偏向面）付近で一旦結像するポリゴンミラー８２への入射光、８２はポリゴンミラー、８３はｆθレンズ、８４は感光ドラム、８４ａは有効領域としての画像形成エリア（画像描画エリア）、８５、８６は各々互いに隣接するポリゴン反射面、８７は走査開始側の非有効領域としてのブランク領域（ＢＡＥ領域）、８８は走査終了側の非有効領域としてのブランク領域（ＢＡＥ領域）、９０、９２は各々ポリゴン反射面８５により反射された光ビームの主光線、９１，９３は各々ポリゴン反射面８６により反射された光ビームの主光線を示している。９０、９１は各々あるポリゴンミラー８２の回転角におけるそれぞれのポリゴン反射面による光線を示しており、同様に９２，９３は各々ポリゴン反射面がポリゴンミラー８２の回転角からさらに回転したときの光線を示している。
【００５４】
ポリゴンミラー８２への入射光８１はポリゴン反射面（偏向面）の面幅（主走査方向の幅）よりも広いために、ポリゴンミラー８２の隣接反射面（偏向面）８５，８６による反射光が発生する。ポリゴン反射面８６に入射した入射光８１は画像描画エリア（画像形成領域）８４ａを走査したのちに、光ビーム９１はブランク領域８８の点８８ａに到達する、このとき光源は連続点灯状態となり、ポリゴンミラー８２の回転とともにブランク領域８８の全域（全ての期間中）を露光しながら走査し、さらに走査して光ビーム９３はブランク領域８８の位置（端部）８８ｂまで走査する。
【００５５】
同時に入射光８１のうちポリゴンミラー８２の反射面８６の他方の隣接面の反射面（偏向面）８５により、反射偏向された光ビーム９０は走査開始側のブランク領域８７の一部に入射し露光し始め、ポリゴンミラー８２の回転とともに光ビーム９０はブランク領域８７の点８７ａを露光しながら走査し、光ビーム９２はブランク領域８７の位置８７ｂまで到達する。
【００５６】
従って、走査開始側のブランク領域８７は光ビーム９０で、走査終了側のブランク領域８８は光ビーム９３で同時に露光することができ、走査効率を改善することが可能となる。
【００５７】
このとき図６に示したように走査光学装置の走査開始側のブランク領域８７の最周部の像高である最大像高８７ｃまでの光軸Ｌａからの高さをYbtop、走査終了側のブランク領域８８の最周部の像高である最大像高８８ｃまでの光軸Ｌａからの高さをYbendとし、画像描画エリア８４ａの走査開始側の最周部の像高である最大像高８４ｂまでの光軸Ｌａからの高さをYgtop、画像描画エリア８４ａの走査終了側の最周部の像高である最大像高８４ｃまでの光軸Ｌａからの高さをYgend、回転多面鏡６の偏向面６ａの数をｎとしたとき、結像光学系８３のｆθ係数ｆが以下の式（１）〜（３）を満たすことが、走査開始側のブランク領域８７と走査終了側のブランク領域８８の全域または一部を同時に光ビームで露光するときの条件となる。
【００５８】
【数５】
【００５９】
ここでｆθ係数ｆとはポリゴンミラー８２による光ビームの偏向角をθ、感光ドラム面上に入射する光ビームの像高（走査中心からの高さ）をＹとするとき、Ｙ＝ｆθを満足するｆの値（ｆθ係数）をいう。
【００６０】
（１）式を満たさない場合は画像描画エリア８４ａの走査終了側を光ビームが走査している時に、走査開始側のブランク領域８７を光ビームが走査してしまい、連続点灯する場合には走査終了側の画像を描画することが出来ない。
【００６１】
また（２）式を満たさない場合は走査終了側のブランク領域８８を露光している時に隣接面により反射光が画像描画エリア８４ａに入射してしまうために、画像描画エリア８４ａの走査開始側の描画が出来なくなる。
【００６２】
（３）式を満たさない場合にはブランク領域８７・８８の双方をポリゴンミラーの隣接反射面で同時に露光することができない。
【００６３】
「実施形態２」
図７は本発明の実施形態２の要部説明図である。
【００６４】
同図において、１０１は不図示の入射光学系による、主走査方向が略平行光であり、副走査方向についてポリゴンミラー１０２の反射面付近で一旦結像する該ポリゴンミラー１０２への入射光、１０２はポリゴンミラー、１０３はｆθレンズ、１０４は感光ドラム、１０４ａは有効領域としての画像形成エリア（画像描画エリア）、１０５、１０６は各々互いに隣接するポリゴン反射面、１０７は走査開始側のブランク領域（ＢＡＥ領域）、１０８は走査終了側のブランク領域（ＢＡＥ領域）、１１０，１１２は各々ポリゴン反射面１０５により反射された光ビームの主光線、１１１，１１３は各々ポリゴン反射面１０６により反射された光ビームの主光線、１１４は走査開始側に設定した同期検出領域（ＢＤ検出領域）であり、走査開始側のブランク領域１０７の外側に位置しているときを示している。
【００６５】
ポリゴンミラー１０２への入射光１０１はポリゴン反射面の面幅（主走査方向の幅）よりも広いために、ポリゴンミラーの隣接反射面１０５，１０６による反射光が発生する。ポリゴン反射面１０６に入射した入射光１０１は画像描画エリア１０４ａを走査したのちに、光ビーム１１１はブランク領域１０８の点１０８ａに到達する、このとき光源は連続点灯状態となり、ポリゴンミラー１０２の回転とともにブランク領域１０８の全域を露光しながら走査し、さらに走査して光ビーム１１３はブランク領域１０８の位置１０８ｂまで走査する。
【００６６】
同時にポリゴンミラー１０２の反射面１０６の隣接面の反射面１０５による反射ビーム１１０は走査開始側の走査のタイミングを検知するためのＢＤ検出領域１１４に到達し、ＢＤ光検出器１１４ａに入射し、これによりＢＤ用の信号を出力する。さらにポリゴンミラー１０２の回転とともに光ビーム１１０はＢＤ検出領域１１４を過ぎた後に走査開始側のブランク領域１０７を露光しながら走査し、光ビーム１１２は画像描画エリア１０４ａの端部１０４ｂ（ブランク領域１０７の端部１０７ｂ）まで到達する。
【００６７】
従って、光ビーム１１０で走査開始側のＢＤ検出を行なうと同時に光ビーム１１２または光ビーム１１３で走査終了側のブランク領域１０８を露光しながら行うことが出来、走査効率を改善することが可能となる。
【００６８】
このとき図７に示したように走査光学装置の走査開始側のＢＤ検知領域（タイミング検知）１１４の最周部の光軸Ｌａからの像高をYbd、走査開始側のブランク領域１０７の最周部の像高である最大像高１０７ｃまでの光軸Ｌａからの高さをYbtop、走査終了側のブランク領域１０８の最周部の像高である最大像高１０８ｃまでの光軸Ｌａからの高さをYbendとし、画像描画エリア１０４ａの走査開始側の最周部の像高である最大像高１０４ｂまでの光軸Ｌａからの高さをYgtop、画像描画エリア１０４ａの走査終了側の最周部の像高である最大像高１０４ｃまでの光軸Ｌａからの高さをYgendとしたとき、結像光学系１０３のｆθ係数ｆが以下の式（４）〜（６）を満足することが、走査開始側のＢＤ検出領域１１４と走査終了側のブランク領域１０８の全域または一部を同時に光ビームで露光するときの条件である。
【００６９】
【数６】
【００７０】
（４）式を満たさない場合は画像描画エリア１０４ａの走査終了側を光ビームが走査している時に、走査開始側のＢＤ検出領域１１４を光ビームが走査してしまい、ＢＤ検出のために連続点灯した場合には走査終了側の画像を描画することが出来ない。
【００７１】
また（５）式を満たさない場合は走査終了側のブランク露光領域１０８を露光している時に隣接面により反射光が画像描画エリア１０４ａに入射してしまうために、走査開始側の描画が出来なくなる。
【００７２】
（６）式を満たさない場合には走査終了側のブランク露光領域１０８を走査しているときにポリゴンミラーの隣接する２つの反射面で同時にＢＤ信号の検出を行うことができなくなる。
【００７３】
図８は本発明のＢＤ検出領域における光量の低下について説明した説明図である。図９は本実施形態における光量落ちを計算したグラフである。
【００７４】
図８はポリゴンミラーに入射する光ビームの分布とその時のポリゴンミラーの反射面による反射光量を示した図である。グラフにおいて縦軸は被走査面上における光量であり、横軸は像高である。グラフの曲線が光量分布を示している。通常レーザの光量分布はガウシアン分布で表現される。
【００７５】
本実施形態においては軸上Ｌａの光線が画像中心を描画しており、このときポリゴン反射面は入射光束の中央に入射光線と主走査断面において垂直となっている。この状態で使用するポリゴン反射面で反射する光量は図の斜線で示す範囲１２１の部分の積分光量となる。またＢＤ検知時のポリゴン反射面は入射光束内を移動し、図の別の斜線で示す範囲１２２の部分の積算光量となる。従って、図からも明らかのようにＢＤ検知時の積算光量は画像中心を描画している時の積算光量よりも少ない光量と成る。この入射光束内のポリゴン反射面の移動による光量変化は主に主走査方向のレーザのファーフィールドパターンと入射光束を形成する光学系のＦＮｏ、ポリゴン径、ポリゴン面数及び走査光学系の焦点距離により決まり、例えば図９のように走査中央から走査周辺にかけて徐々に露光光量が低下する形となる。
【００７６】
従来のアンダーフィルドタイプ（ポリゴン反射面に入射する光束径がポリゴン反射面の幅より小さいタイプ）の走査光学系においては、通常はポリゴン径を出来る限り小さくするように設計されている。このため有効走査幅の外側の光線は像高が増加するに従って光ビームの一部がポリゴンファセット面でカバーできなくなり、像面における光量が急激に低下する。
【００７７】
しかしながら、本実施形態のようにオーバーフィルド走査光学系は、有効走査幅内である程度の光量分布の一様性を確保した場合、図９のようにＢＤ検知用の光ビームが使用する範囲においても光分布がガウス分布で低下する光ビームの一部を使用するため、ＢＤ検知が出来ないほどの光量の低下にならない。
【００７８】
つまり、ＢＤ検知系は光量低下について通常電気的なゲインアップ等で対応できる検知光量幅が大きく、本発明における隣接面の光ビームを使用しても全く問題が無い。
【００７９】
「実施形態３」
図１０は本発明の実施形態３の一部分の説明図である。図において１２１は感光ドラム面、１２２は光ビーム分離手段としてのハーフミラー、１２３はスリット、１２４はＢＤ用のレンズ、１２５はＢＤ用のＢＤセンサー、１２６はＢＤ検出領域に入射する走査光、１２７は画像描画エリア１２１ａに入射する走査光である。１２１ｂは走査開始側のブランク領域である。
【００８０】
走査光１２６はハーフミラー１２２においてＢＤセンサ−１２５に向かう光ビームと感光ドラム面１２１に向かう光ビームに分離され、感光ドラム面１２１に入射した光ビームはブランク露光領域１２１ｂを露光する。
【００８１】
一方、ハーフミラー１２２によりＢＤセンサー１２５方向に反射された光ビームはスリット１２３を通過し、ＢＤ用のレンズ１２４で屈折集光され、ＢＤセンサー１２５面に入射することで、描画のタイミングを与える。
【００８２】
同図に示したように、ハーフミラー１２２を通過することで、感光ドラム面１２１におけるスポットのピント位置がずれるが、ブランク露光領域１２１ｂにおいては光量が確保できることが重要であり問題が無い。
【００８３】
またハーフミラーの透過率をあげておくことと、一時的な光量アップ等で対応すれば問題が無い。
【００８４】
本実施形態によればブランク露光を行っている時にＢＤ検知を行うために、ＢＤ検知のために効率を犠牲にする必要がなく、さらにブランク露光領域の描画開始側と、終了側を同時に露光することで走査効率を向上することが可能となる。
【００８５】
【発明の効果】
本発明によれば前述の如くブランク領域（非有効領域）を走査開始側と走査終了側に形成し、走査終了側のブランク領域を露光する光源手段から出射した光束の一部を使用して、走査開始側のブランク領域を露光を行うことにより、走査効率を上げることができる光走査装置及び画像形成装置を達成することができる。
【００８６】
また本発明によれば前述の如く走査終了側のブランク領域を露光する光源から出射した光束の一部を使用してＢＤ検知を行うことにより、走査効率を向上させることができる光走査装置及び画像形成装置を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の画像形成装置の実施形態を示す副走査断面図
【図２】 本発明の実施形態１の光走査装置の主走査断面図
【図３】 本発明の実施形態１の光走査装置の副走査断面図
【図４】 本発明の実施形態１の主走査方向の展開図
【図５】 本発明の実施形態１の副走査方向の展開図
【図６】 本発明の実施形態１の走査効率改善の説明図
【図７】 本発明の実施形態２の走査効率改善の説明図
【図８】 本発明の実施形態２の光量分布の変化を示した説明図
【図９】 本発明の実施形態２の光量分布の変化を示したグラフ
【図１０】 本発明の実施形態３のＢＤ光学系周辺の副走査断面図
【図１１】 従来の光走査装置の走査光学系の主走査断面図
【図１２】 ブランク露光の説明図
【符号の説明】
１ 光源手段（半導体レーザ）
２ コリメータ−レンズ
３ 開口絞り
４ シリンドリカルレンズ
５ ｆθレンズ
６ 偏向手段（光偏向器）
６ａ 偏向面
７ シリンドリカルミラー
８ 被走査面（感光ドラム面）
９ 折り返しミラー
１０ ＢＤミラー
１１ ＢＤレンズ
１２ ＢＤセンサー
２１ 入射光学手段
２２ 結像光学系
２００ 光走査装置
２０１ 感光ドラム
２０２ 帯電ローラ
２０３ 光ビーム
２０４ 画像形成装置
２０７ 現像装置
２０８ 転写ローラ
２０９ 用紙カセット
２１０ 給紙ローラ
２１１ プリンタコントローラ
２１２ 転写材（用紙）
２１３ 定着ローラ
２１４ 加圧ローラ
２１５ モータ
２１６ 排紙ローラ
２１７ 外部機器

Claims (3)

1. 画像信号に応じて変調された光束を発する光源手段と、前記光源手段から発した光束を偏向する回転多面鏡と、前記回転多面鏡の偏向面によって偏向された光束を被走査面上に光スポットとして結像させる結像光学系と、前記被走査面に設けられた感光体と、前記感光体を主走査方向と直交する副走査方向に移動させる第１の駆動手段と、選択的に露光された感光体の非露光部にトナーを付着させて画像を形成する現像手段と、前記光源手段を制御する第２の駆動手段とを備え、前記感光体は、画像形成領域と主走査方向において前記画像形成領域を挟んで両側にブランク領域とを有する画像形成装置において、
   主走査断面内において、前記回転多面鏡の偏向面に入射する光束は、前記偏向面の主走査方向の幅よりも広い幅で入射しており、
   前記第２の駆動手段は、光スポットが前記感光体の上の画像形成領域を走査している期間中、画像信号に応じて前記光源手段を駆動し、光スポットが感光体上のブランク領域を走査している全ての期間、前記光源手段を点灯させており、
   前記回転多面鏡の隣接する２つの偏向面のうち一方の偏向面にて偏向された光束が前記感光体の上の走査終了側のブランク領域を走査し、前記回転多面鏡の隣接する２つの偏向面のうち他方の偏向面にて偏向された光束が前記感光体の上の走査開始側のブランク領域を走査している期間、前記第２の駆動手段は、前記光源手段を点灯させ続ける制御を行っており、
   前記走査開始側のブランク領域の最端部の像高をYbtop、前記走査終了側のブランク領域の最端部の像高をYbend、前記画像形成領域の端部の走査開始側の像高をYgtop、前記画像形成領域の端部の走査終了側の像高をYgend、前記結像光学系のｆθ係数をｆ、前記回転多面鏡の偏向面の数をｎとするとき、
   を満足することを特徴とする画像形成装置。
2. 画像信号に応じて変調された光束を発する光源手段と、前記光源手段から発した光束を偏向する回転多面鏡と、前記回転多面鏡の偏向面によって偏向された光束を被走査面上に光スポットとして結像させる結像光学系と、前記被走査面に設けられた感光体と、前記感光体を主走査方向と直交する副走査方向に移動させる第１の駆動手段と、選択的に露光された感光体の非露光部にトナーを付着させて画像を形成する現像手段と、前記光源手段を制御する第２の駆動手段とを備え、前記感光体は、画像形成領域と主走査方向において前記画像形成領域を挟んで両側にブランク領域と、主走査方向において前記ブランク領域の走査開始側の外側に同期信号検出用の領域と、前記同期信号検出用の領域に設けられた同期検知手段と、を有する画像形成装置において、
   主走査断面内において、前記回転多面鏡の偏向面に入射する光束は、前記偏向面の主走査方向の幅よりも広い幅で入射しており、
   前記第２の駆動手段は、光スポットが前記感光体の上の画像形成領域を走査している期間中、画像信号に応じて前記光源手段を駆動し、光スポットが感光体上のブランク領域と前記同期信号検出用の領域を走査している全ての期間、前記光源手段を点灯させており、前記回転多面鏡の隣接する２つの偏向面のうち一方の偏向面にて偏向された光束が前記感光体の上の走査終了側のブランク領域を走査し、前記回転多面鏡の隣接する２つの偏向面のうち他方の偏向面にて偏向された光束が前記感光体の上の前記同期信号検出用の領域を走査している期間、前記第２の駆動手段は、前記光源手段を点灯させ続ける制御を行っており、
   前記走査開始側のブランク領域の最端部の像高をYbtop、前記走査終了側のブランク領域の最端部の像高をYbend、前記画像形成領域の端部の走査開始側の像高をYgtop、前記画像形成領域の端部の走査終了側の像高をYgend、走査開始のタイミング検知の最周部の像高をYbd、前記結像光学系のｆθ係数をｆ、前記回転多面鏡の偏向面の数をｎとするとき、
   を満足することを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１又は２に記載の画像形成装置は、外部機器から入力したコードデータを画像信号に変換して前記画像形成装置に入力せしめるプリンタコントローラを有していることを特徴とする画像形成装置。